专利名称：一种获取记录介质数据帧、通道位及坑岸时间长度的方法
技术领域：
本发明涉及信息存储设备数据读取领域，具体涉及一种获取记录 介质数据帧、通道位及坑岸时间长度的方法。
背景技术：
进行旋转读取记录介质的数据时，将读取记录介质产生的模拟信 号恢复成原始的数字信号之前，即恢复成记录到记录介质以前的数 据，需要用读取记录介质所产生的模拟信号来对记录介质的转速进行 计算。
因为记录到记录介质以前的数据是数字信号，记录介质上的通道 位指数字信号的位bit， 一个通道位指数字信号的一个bit，衡线速通 道位指在记录在记录介质上每个bit的物理长度都是固定的，这里的
物理长度指在记录介质上的尺寸长度；非衡线速通道位指在记录在记 录介质上每个bit的物理长度不是固定的，衡角速通道位就是在记录 介质上每个bit的物理长度2端到旋转圆心的夹角是固定的。
对于具有记录帧结构衡线速通道位的数据记录介质的转速传统的
测定方法，是需要将记录介质的转速控制到一定的范围之类。比如给 电机加一个固定的电压，因此电机带动记录介质旋转的角速度接近一 个常数。即使电压是固定的，由于机械转动是有振动的和记录介质不 是真正的圆形等原因，所以角速度会在一个常数附近波动。由于具有 记录帧结构衡线速通道位记录介质上的数据，每帧数据的物理长度是 固定的，帧头的物理长度也是固定的，因此，记录介质转过帧头的物 理长度所需要的时间是一个常数，这个常数可以转换为釆样时钟个数 乘以一个时钟的时间。即，给电机加一个电压，就可以通过这个原理 得到来确定在这个电压下，帧头的釆样时钟个数的范围，然后提取帧头计算出数据帧时间长度和记录介质旋转速度，数据帧时间长度为读 取一帧数据的物理长度所需要的时钟个数，记录介质转速为单位时间 内记录介质转过的物理长度。
如图1所示的帧头及坑岸模拟信号时钟釆样示意图，所釆集的模 拟釆样信号中，连续大于直流电平值的模拟釆样信号为岸，连续的小 于直流电平值的模拟釆样信号为坑，岸或者坑都包含有整数个通道 位，其中帧头包含通道位的个数最多，比除帧头外的坑或者岸包含最
多的通道位个数还要多2;假如实验测到的，在给定电机的这个电压 下，帧头的釆样时钟个数的平均为A,帧头含有的通道位个数为B,
则可以设定一个范围^ + Sx(5-l)到^ + Sx(S + l)，当坑或者岸的釆样 时钟个数在J + Sx (S-1)至U ^ + (B +1)范围之内，则标记这个坑或者
岸为帧头；图中帧头是个坑，实际帧头有坑，也有岸。在提取出帧头
后计算出数据帧时间长度的方法为，连续2个帧头之间的釆样时钟个
数乘以一个时钟时间周期。计算记录介质的转速的方法为一帧数据的 物理长度除以数据帧时间长度。
这种常规的测定方法有记录介质旋转速度范围的局限性。即需要 首先将记录介质的转速控制到一定的范围之类，在旋转速度发生变化 的情况利用上述方法获得的记录介质的转速和数据帧时间长度都是 不准确的，另外，只适用于具有帧头结构的记录介质数据的旋转读取 中相关参数的计算。
发明内容
本发明的目的是提出一种获取记录介质数据帧、通道为及坑岸时 间长度的方法，在任何旋转的速度下都能测定记录介质的数据帧时间 长度、通道位时间长度、不同长度坑岸的坑岸时间长度和记录介质旋 转速度。
为实现上述目的，本发明釆用如下技术方案
一种获取记录介质数据帧时间长度的方法，用于获取所述记录介质数据读取过程中的时间帧时间长度，包括步骤 获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^ ;
在记录介质数据读取过程中，统计连续出现^ x W个坑岸所用时
间r，其中a^1，此w为整数；
通过计算每帧数据读取所用时间得到数据帧时间长度n二r/iv。 优选地，所述iv为l，该方法中，在连续获得若干个数据帧时间
长度后，对其进行均值滤波去噪处理得到优化后的数据帧时间长度。 本发明还提供了一种获取记录介质转速的方法，用于针对衡线速
通道位记录介质，获取所述记录介质读取过程中的记录介质转速，包
括步骤
确定记录介质上每帧数据的物理长度C; 获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数」； 在记录介质数据读取过程中，统计连续出现^x w个坑岸所用时 间r，其中ivsi，此7V为整数；
通过计算所述记录介质单位时间内转过的物理长度得到记录介
质转速v-(7VxC)/r。
优选地，所述iV为l，该方法中，在连续获得若干个记录介质转
速后，对其进行均值滤波去噪处理得到优化后的记录介质转速。 本发明还提供了 一种获取记录介质通道位时间长度的方法，用于
获取所述记录介质读取过程中的通道位时间长度，包括步骤
确定记录介质上iV帧数据的通道位总长度M，其中A^1,此iV为
整数；
获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数X;
在记录介质数据读取过程中，统计连续出现x个坑岸所用时
间r;
通过计算读取每帧数据中的通道位所用时间得到通道位时间长
度77二77m。优选地，所述W为1，针对衡线速通道位记录介质，在连续获得 若干个通道位时间长度后，对其进行均值滤波去噪处理得到优化后的 通道位时间长度。
本发明还提供了 一种获取记录介质坑岸时间长度的方法，用于获
取所述记录介质读取过程中的坑岸时间长度，包括步骤
确定记录介质上iV帧数据的通道位总长度7kT，其中iV21，此7V为
整数；
确定记录介质上不同长度的坑岸所包含的通道位个数x; 获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^; 在记录介质数据读取过程中，统计连续出现^(xiv个坑岸所用时
间r;
获取不同长度坑岸的坑岸时间长度r3—r/M)x"
优选地，所述iv为l,针对衡线速通道位记录介质，在连续获得
若干个坑岸时间长度后，将相同长度坑岸的坑岸时间长度进行均值滤
波去噪处理得到优化后的坑岸时间长度。
优选地，获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^包括步骤 以帧为单位统计调制编码出来的若干个数据帧的游程数值，所述
游程数值为将该数据帧记录到记录介质上后会形成的坑岸总数；
统计所出现的不等的游程数值4,4,…,4及其分别对应的数据帧 个数&,&,…，&，"为正整数，代表不等的游程数值的个数；
将与最大的数据帧个数对应的游程数值确定为记录介质上每帧
数据形成的坑岸总数^;
或通过下式获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^:
爿=
优选地，所述记录介质上数据具有帧头，获取记录介质上每帧数
据形成的坑岸总数^包括步骤
在记录介质读取过程中将持续时间在设定范围内的坑或岸作为记为帧头，由所述帧头确定数据帧；
连续统计读取若干个数据帧时每个数据帧所出现的坑岸总数，得 到不等的坑岸总数A ，A ,…,《,及其分别对应的数据帧个数
^，&,…，s^， "i为正整数，代表不等的坑岸总数的个数；
将与最大的数据帧个数对应的坑岸总数确定为记录介质上每帧
数据形成的坑岸总数^;
或通过下式获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数丄<formula>formula see original document page 9</formula>利用本发明来获取记录介质数据读取过程中的数据帧、通道位及
坑岸时间长度和记录介质转速，具有以下有益效果
1) 不但适用于带有帧头的记录介质数据的旋转读取，而且适用
于没有帧头的数据记录介质的旋转读取；
2) 记录介质在任何旋转的速度下本发明都能测定其数据帧时间 长度、通道位时间长度、不同长度坑岸的坑岸时间长度和记录介质旋 转速度，比传统检测方法更高的稳定性与准确性。
图l为现有技术中帧头及坑岸模拟信号时钟采样示意图； 图2为本发明实施例中数据帧的坑和岸总数统计效果的示意图； 图3为本发明提出获取记录介质数据帧、通道位及坑岸时间长度 的方法流程图。
具体实施例方式
本发明提出的获取记录介质数据帧、通道位及坑岸时间长度的方 法，结合附图和实施例说明如下。 实施例l
由于调制编码前经过了扰频的数据具有随机性的特点，所以调制 编码后各种游程长的坑和岸出现的概率是固定的，因此，在记录介质上每帧数据形成的坑和岸的总数接近于一个常数。基于此，如图3所 示，本发明通过统计一定数量的数据帧的坑岸数来确定每帧坑和岸的 总数接近的常数^，在记录介质数据读取过程中，统计连续^xiV个坑
岸所用时间r，其中iV21，且iv为整数；基于记录介质的已知参数来
获取记录介质数据读取过程中相关参数，该相关参数具体为数据帧时
间长度n、通道位时间长度T2、不同长度坑岸的坑岸时间长度73和
记录介质转速v。
获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数j有两种方法。
方法一根据前面所述的扰频后再编后的数据游程数值(将该数
据帧记录到记录介质上后会形成的坑岸总数)为常数的理论基础，不 进行记录介质读取来获取j 。
包括步骤
以帧为单位统计调制编码出来的若干个数据帧的游程数值；假如
以帧为单位统计调制编码出来的一定数量数据帧的游程数值有
4,4，…,4，"代表有"个不等的游程数值，并不是统计了n帧数据。 假设游程数值为4的有《帧，游程数为4的有&帧，游程数为4的有
&帧，然后将4,4，…,A为横坐标，将游程数值为4，為，…,4对应的 数据帧个数&，&,…，s"为纵坐标在图上标记出来，于是得到的类似于 图2的图，最后常数^4的值为数据帧个数《,&,…,&中最大值对应的
4,斗…,4中的游程数值；或通过下式获取记录介质上每帧数据形成
的坑岸总数丄
,j /=
方法二该方法要求记录介质上数据具有帧头。 该方法具体包括步骤
与方法一类似，区别在于不是统计数据经调制编码所调制出来的 游程数值，而是通过从记录介质上读取的模拟信号来统计。在任意速 度下，通过釆集的模拟信号，根据帧头的时间长度是所有坑岸中最大的特点找到任意一个帧头，并估算帧头的釆样点数m,即帧头的时间 长度，这个w也可以通过示波器对记录介质读取的模拟信号进行上升 沿触发，查看帧头的网眼图来进行估算，因为帧头的时间长度是所有 坑岸中最大的，因此从当前釆样点数接近附的坑或岸到下 一个釆样点 数接近m的坑或岸即为一帧，并计算出此帧的坑或岸数为^，从下一 个釆样点数接近m的坑岸到再下一个采样点数接近m的坑岸数为 A，以此类推得到d，W代表有"l个不等的坑岸总数，并不是统计了 "帧数据。然后与方法 一所述一样将坑岸总数为A ， A ,…，《,对应的 帧数S',，^，…，^,为纵坐标，在图上标记出来，于是得到的类似于图 2的图，最后常数J的值为数据帧个数^，^,…,S^中最大值对应的 A,A，…，乂w中的游程数值。上述的接近m是指在m周围设定的范围 内。另外，也可以通过下式获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数
如图2是对记录介质DVD5以帧为单位按上述方法所作的坑岸数 统计图，图形的最高点就是所要得到的常数L也可以看作是以帧为 单位的许多帧的坑岸数的平均值。
下面给出本实施例获取记录介质数据帧、通道位及坑岸时间长度 的方法的具体过程。
1) 获取相关参数-数据帧时间长度ri
首先在记录介质数据读取前，按上述方法获取记录介质上每帧数 据形成的坑岸总数^;确定统计连续常数个坑和岸时所消耗的釆样 时钟数个数为仏根据时钟周期为"得到统计连续常数」个坑和岸 时所消耗的时间r-sw，也就是此刻读取一帧数据的时间长度为r， 进而获得数据帧时间长度ri-r。
2) 获取相关参数-通道位时间长度r2与前述构思相同，首先在记录介质数据读取前，通过统计一定数 量的数据帧的坑岸数来确定记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^; 确定统计连续常数^个坑和岸时所消耗的釆样时钟数个数为5，根据
时钟周期为,，得到统计连续常数^个坑和岸时所消耗的时间r= s "， 也就是此刻读取一帧数据的时间长度为r;确定一帧数据的通道位总
长度为M'(具有帧结构的数据，M'是已知的，即具有帧结构的数据
帧的通道位是固定的，因此有帧结构衡线速通道位的数据帧的物理长 度就是固定的，这里的物理长度指在记录介质上的尺寸长度)，即数
据帧的游程长度为m'，得到通道位时间长度的为r2 = (s")/m'。
3) 获取相关参数-坑岸时间长度t3
与前述构思相同，首先在记录介质数据读取前，按上述方法获取
记录介质上每帧数据形成的坑岸总数;确定统计连续常数个坑和
岸时所消耗的釆样时钟数个数为5，根据时钟周期为/，得到统计连
续常数^个坑和岸时所消耗的时间r-万^，也就是此刻读取一帧数据 的时间长度为r;如果坑岸是单位通道位物理长度的x倍，即坑岸在 物理长度上所包含的通道位个数为x，在确定记录介质上一帧数据的 通道位总长度M'的情况下，则各个长度的坑、岸的时间长度(也称
坑岸时间长度)为r3-08x^M')xx。
4) 获取相关参数-记录介质转速v
与前述构思相同，与前述构思相同，首先在记录介质数据读取前，
按上述方法获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^;确定统计连
续常数j个坑和岸时所消耗的采样时钟数个数为5，根据时钟周期为
"得到统计连续常数x个坑和岸时所消耗的时间r-^x"也就是此 刻读取一帧数据的时间长度为r;由于记录介质的转速跟物理长度有 关，因此针对衡线速通道位记录介质，在确定记录介质上每帧数据的 物理长度C的情况下，计算出记录介质的转速v-c+r-c + (5x,)。从上述数据帧时间长度、通道位长度和坑岸时间长度的测定方法 可以看出，其只与时间有关，与物理长度没有关系，因此这种测定方 法对衡线速通道位记录介质和非衡线速通道位记录介质都有效。
由于是每^个坑岸便计算出一组通道位时间长度、各个长度坑和 岸的坑岸时间长度、数据帧时间长度和记录介质转速。为了减少最后 值与真实值的误差，可以将连续计算出来的iV (其中A^1，且iV为整 数)组通道位时间长度值、坑岸时间长度值、数据帧时间长度值和记 录介质转速值，进行均值滤波去噪处理最终得到更接近真实的值。
本发明技术方岸构思的核心是要统计适当数量的数据帧的坑岸 数来确定每帧坑和岸的总数接近的常数丄然后基于常数^(进行记录 介质数据读取过程中相关参数的计算。如果统计连续常数iV
(iV>l，且W为整数)个坑和岸时所消耗的釆样时钟数个数为别， 根据上面的推理过程，最终会得到读取一帧数据的时间长度为
ri-肌w + iv;在确定记录介质上7V帧数据的通道位总长度M的情况 下，通道位时间长度为r2-Mx,+M;在确定了记录介质上iv帧数据
的通道位总长度M和记录介质上不同长度的坑岸所包含的通道位个 数;c后，坑岸时间长度为23-(51x"M)w;在确定记录介质上每帧数 据的物理长度C的情况下，记录介质的转速v—7VxC) + (Mx,);如果整 数W取值越大，随机W个帧的坑岸的总数除以iV就越接近^4，反之， 如果iV取l时，随机抽取一帧数据得到的一帧的坑岸数与J的差值范 围越大。所以，根据上面的逻辑推理，统计整数iV个帧的坑岸的总数
要比统计单个帧的坑岸数计算得到的数据要更准确，这样就省去了统 计单个帧的坑岸数计算得到的上述相关参数需要进行均值滤波去噪 的处理过程。
实施例2
本实施例以记录介质DVD5为例，假如在未知速度对DVD5进 行数据读取时，我们知道DVD5的每帧的数据时钟是1488T(即每帧的通道位为1488，或者说原始的数字信号有1488个bit),图2是对 DVD5的每帧的坑和岸的总数统计图，由此可知，数据帧的坑和岸的 总数接近常数315，因此在对数据采样时，可以每经过315个坑岸时 记下经过的时钟个数52,时钟周期为"于是得到此刻的数据帧时间 长度为71 = 52"，通道位时间长度为72 = ^2><, + 1488; DVD5的坑和 岸包含的通道位个数种类有3个通道位，4个通道位，5个通道位， 6个通道位，7个通道位，8个通道位，9个通道位，10个通道位， ll个通道位，14个通道位，其中14个通道位的坑或者岸为帧头，因 此，本实施例中计算得到D VD 5各个长度的坑、岸的坑岸时间长度为 52x^ + 1488x3 、52xZ + 1488x4 、S2xr + 1488x5 、52xf + 1488x6 、 52x, + 1488x7 、52x^ + 1488x8 、52x/ + 1488x9 、52x/ + 1488xlO 、 ￡2xf + 1488xll、万2xf+ 1488x14;而且我们知道DVD5的3个单位通 道位的物理长度为400nm，因此计算得到的记录介质的转速(每秒中 转过的物理长度)接近v-400 + 3x簡+ ri"00 + 3xl488 + (52x,)。
由于是每315个坑岸便计算出一组通道位时间长度值、各个长度 的坑岸时间长度值、数据帧时间长度值和记录介质转速值。为了减少 最后值与真实值的误差，我们可以将连续计算出来的W (其中^>1， 且7V为整数)组通道位时间长度值、各个长度的坑岸时间长度值、数 据帧时间长度值和记录介质转速值，进行均值滤波去噪处理最终得到 更接近真实的值。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关 技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明 的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1、一种获取记录介质数据帧时间长度的方法，用于获取所述记录介质数据读取过程中的时间帧时间长度，包括步骤获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数A；在记录介质数据读取过程中，统计连续出现A×N个坑岸所用时间T，其中N≥1，此N为整数；通过计算每帧数据读取所用时间得到数据帧时间长度T1＝T/N。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述iv为1，该方法中，在连续获得若干个数据帧时间长度后，对其进行均值滤波去噪处理得到优化后的数据帧时间长度。
3、 一种获取记录介质转速的方法，用于针对衡线速通道位记录介质，获取所述记录介质读取过程中的记录介质转速，包括步骤确定记录介质上每帧数据的物理长度C;获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^;在记录介质数据读取过程中，统计连续出现^x w个坑岸所用时间r，其中JV21,此w为整数；通过计算所述记录介质单位时间内转过的物理长度得到记录介质转速v-(wxc)/r。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述w为1，该方法中，在连续获得若干个记录介质转速后，对其进行均值滤波去噪处理得到优化后的记录介质转速。
5、 一种获取记录介质通道位时间长度的方法，用于获取所述记录介质读取过程中的通道位时间长度，包括步骤确定记录介质上W帧数据的通道位总长度M,其中iVH,此w为整数；获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数;在记录介质数据读取过程中，统计连续出现^x w个坑岸所用时间r;通过计算读取每帧数据中的通道位所用时间得到通道位时间长度T2-77M。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述7V为1，针对衡线速通道位记录介质，在连续获得若干个通道位时间长度后，对其进行均值滤波去噪处理得到优化后的通道位时间长度。
7、 一种获取记录介质坑岸时间长度的方法，用于获取所述记录介质读取过程中的坑岸时间长度，包括步骤确定记录介质上W帧数据的通道位总长度M，其中iV21,此7V为整数；确定记录介质上不同长度的坑岸所包含的通道位个数x;获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^;在记录介质数据读取过程中，统计连续出现^xiV个坑岸所用时间r;获取不同长度坑岸的坑岸时间长度73—7VM)x;c。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述7V为1，针对衡线速通道位记录介质，在连续获得若干个坑岸时间长度后，将相同长度坑岸的坑岸时间长度进行均值滤波去噪处理得到优化后的坑岸时间长度。
9、 根据权利要求1 8任一所述的方法，其特征在于，获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^(包括步骤以帧为单位统计调制编码出来的若干个数据帧的游程数值，所述游程数值为将该数据帧记录到记录介质上后会形成的坑岸总数；统计所出现的不等的游程数值4,^,…,4及其分别对应的数据帧个数&,&,…，&， n为正整数，代表不等的游程数值的个数；将与最大的数据帧个数对应的游程数值确定为记录介质上每帧数据形成的坑岸总数A或通过下式获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^<formula>formula see original document page 4</formula>
10、根据权利要求1~8任一所述的方法，其特征在于，所述记录介质上数据具有帧头，获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数X包括步骤在记录介质读取过程中将持续时间在设定范围内的坑或岸作为记为帧头，由所述帧头确定数据帧；连续统计读取若干个数据帧时每个数据帧所出现的坑岸总数，得到不等的坑岸总数A ,A 及其分别对应的数据帧个数s、,&,…,s'w， "i为正整数，代表不等的坑岸总数的个数；将与最大的数据帧个数对应的坑岸总数确定为记录介质上每帧数据形成的坑岸总数A或通过下式获取记录介质上每帧数据形成的坑岸总数^:<formula>formula see original document page 4</formula>
全文摘要
本发明涉及一种获取记录介质数据帧、通道位及坑岸时间长度的方法，该方法通过统计一定数量的数据帧的坑岸数来确定每帧坑和岸的总数A；在记录介质数据读取过程中，统计连续A×N个坑岸所用时间T，其中N≥1，且N为整数；基于记录介质的已知参数来获取记录介质数据读取过程中相关参数，具体为数据帧时间长度T1、通道位时间长度T2、不同长度坑岸的坑岸时间长度T3和记录介质转速v。本发明不依赖于记录介质数据帧头的提取，在任何旋转速度都能测定数据帧时间长度T1、通道位时间长度T2、不同长度坑岸的坑岸时间长度T3和记录介质转速v，比传统检测方法更高的稳定性与准确性。
文档编号G11B7/004GK101510429SQ200910080188
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者屹 倪, 徐海峥, 波 杨, 潘龙法, 京 裴, 达 陆 申请人:清华大学